一种测量表面肌电信号的传感器及测量方法技术

一种测量表面肌电信号的传感器及测量方法，在壳体底端面安装有2个以上红外温度传感器，2～3个氯化银电极，1个湿度传感器，壳体侧面安装有正常采集指示灯和异常采集指示灯，壳体内通过电路板固定柱安装电路板，红外温度传感器、氯化银电极、湿度传感器、正常采集指示灯和异常采集指示灯分别通过导线连接电路板。设定温度值和湿度值；启动红外温度传感器和湿度传感器；计算红外温度传感器的平均温度值；将平均温度值和湿度值与设定的值进行比较；正常，启动氯化银电极和加速度传感器，采集表面肌电信号和加速度信号，并开启正常采集指示灯；输出表面肌电信号、加速度信号、平均温度值信号和湿度值信号。本发明专利技术能够确保获得稳定、精确的肌电信号。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种传感器。特别是涉及一种测量表面肌电信号的传感器及测量方法。
技术介绍
肌电信号是肌肉收缩时伴随的电信号，其峰值一般为0-6mV，均方根值为0-1.5mV，频率为0-500mV，主频为50-150Hz之间。干扰介于0-60Hz之间。其应用背景主要集中在康复医学、体育科学，或者作为信号源进行主动控制等领域。目前，市场上有各种型号的肌电仪设备，有针式电极、贴片式电极、埋入电极、微电极。其中，针式电极可测试深层肌电活动，涉及到的运动单元少，具有真对性，能清楚的导出单个运动电位和单个肌纤维的电位变化。但是其测试区域小，操作者的要求高，无法测量运动中的肌电变化。而贴片式电极检测方便易行，不产生伤害，并且信号能够反映整块肌肉的机能变化，还能适用于测量运动中的肌电变化。但是测量出来的信号往往受到温度、湿度、人体自身抖动、情绪、皮肤厚度等因素的影响，导致测量出来表面肌电信号的幅值偏低，干扰信号太多，并且信号成分较为复杂。不利于应用于人体肌肉组织状况监测，还对采用表面肌电信号作为控制源的机电设备或者仪器带来一定的控制风险。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种能够获得稳定、精确肌电信号的测量表面肌电信号的传感器及测量方法。本专利技术所采用的技术方案是：一种测量表面肌电信号的传感器，包括壳体和上端盖，所述壳体的底端面安装有2个以上红外温度传感器，2～3个氯化银电极，以及1个湿度传感器，所述壳体的侧面安装有一个正常采集指示灯和一个异常采集指示灯，所述壳体内通过电路板固定柱安装有电路板，所述红外温度传感器、氯化银电极、湿度传感器、正常采集指示灯和异常采集指示灯分别通过导线连接所述电路板。所述壳体的底端面的周边设置有2个以上用于安装红外温度传感器的红外温度传感器安装孔，在所述壳体的底端面的中部并排设置有2～3个用于安装氯化银电极的氯化银电极安装槽，在2～3个氯化银电极安装槽中一组相邻的两个氯化银电极安装槽之间设置有用于安装湿度传感器的湿度传感器安装槽，所述壳体的侧面设置有2个分别用于安装正常采集指示灯和异常采集指示灯的灯孔。所述壳体开口端的一周端面上形成有一圈凹槽，所述上端盖在与所述壳体上的一圈凹槽相对应处形成有一圈能够嵌入到所述凹槽内的凸起。所述壳体外侧设置有把手。所述电路板上设置的电路包括有：单片机，所述单片机的信号输入端通过传输总线分别连接2个以上的红外温度传感器、2～3个氯化银电极、湿度传感器以及设置在所述电路板上的加速度传感器，所述单片机的信号输出端分别连接正常采集指示灯和异常采集指示灯。所述单片机的信号输出端还连接外部显示器。所述2个以上的红外温度传感器、湿度传感器和加速度传感器分别各依次通过第一放大器、滤波器和第一AD转换器连接所述传输总线。所述2～3个氯化银电极依次通过差分放大器、带通滤波器、陷波滤波器和第二AD转换器连接所述传输总线。一种测量表面肌电信号的传感器的测量方法，包括如下步骤：1)系统初始化；2)设定温度值和湿度值；3)分别启动红外温度传感器和湿度传感器，获取温度信息后进入下一步骤，获取湿度值后进入步骤5)；4)计算2个以上红外温度传感器的平均温度值；5)将平均温度值与设定的温度值进行比较，将湿度值与设定的湿度值进行比较，当平均温度值和湿度值都处于预设值区间内，进入下一步骤，当平均温度值和湿度值都处于预设值区间外，或者平均温度值和湿度值中任一项处于预设值区间外时，返回步骤1)，并开启异常采集指示灯；6)启动氯化银电极和加速度传感器，采集表面肌电信号和加速度信号，并开启正常采集指示灯；7)输出表面肌电信号、加速度信号、平均温度值信号和湿度值信号。步骤2)设定的温度值为36°～37°，所述的湿度值为32％～45％。本专利技术的一种测量表面肌电信号的传感器及测量方法，通过湿度、温度信号对肌电的采集进行控制，确保能够获得稳定、精确的肌电信号，应用于医用外科设备、工业机器人等领域。具有如下优点：(1)结构简单可靠，采集信号平稳，可适当消除人体温度、汗液对信号采集的影响。(2)可针对不同状态的测量设置不同的阈值范围，便于后期的信号分析，以及信号控制。如安静平稳时，人体温度平稳、出汗少，阈值应该稍严格，以保证测量准确的表面肌电信号。运动时，人体温度升高、出汗多，阈值应该根据样本进行合理设置，以保证测量准确的表面肌电信号。附图说明图1是本专利技术一种测量表面肌电信号的传感器外部结构示意图；图2是本专利技术中壳体结构示意图；图3是本专利技术中氯化银电极结构示意图；图4是本专利技术中上端盖结构示意图；图5是本专利技术中电路板在壳体内设置的示意图；图6是本专利技术中壳体内部结构示意图；图7是本专利技术中电路结构示意图；图8是本专利技术方法流程图。图中1：壳体2：红外温度传感器3：氯化银电极4：湿度传感器5：正常采集指示灯6：异常采集指示灯7：上端盖8：电路板9：凸起10：凹槽11：电路板固定柱12：氯化银电极安装槽13：红外温度传感器安装孔14：导线15：湿度传感器安装槽16、17：灯孔18：把手19：加速度传感器20：单片机21：传输总线22：第一放大器23：滤波器24：第一AD转换器25：差分放大器26：带通滤波器27：陷波滤波器28：第二AD转换器29：外部显示器30：时钟31：看门狗32：电源具体实施方式下面结合实施例和附图对本专利技术的一种测量表面肌电信号的传感器及测量方法做出详细说明。本专利技术的一种测量表面肌电信号的传感器及测量方法，包括肌电电极、加速度传感器、红外温度传感器、湿度传感器。当进行表面肌电信号采集时，由于皮肤温度和汗液对皮肤与表面肌电电极之间的阻抗变化很大，将影响表面肌电信号的准确性。所以将采集来的温度、湿度信号作为表面肌电信号采集的控制源。若温度、湿度处于预定的范围，启动开关进行表面肌电信号、加速度信号进行采集，若不在预定的范围内，说明此时若进行采集，将得到不准确的表面肌电信号。如图1、图5所示，本专利技术的一种测量表面肌电信号的传感器，包括壳体1和上端盖7，所述壳体1的底端面安装有2个以上红外温度传感器2，2～3个氯化银电极3，以及1个湿度传感器4，所述壳体1的侧面安装有一个正常采集指示灯5和一个异常采集指示灯6，所述壳体1内通过电路板固定柱11安装有电路板8，所述红外温度传感器2、氯化银电极3、湿度传感器4、正常采集指示灯5和异常采集指示灯6分别通过导线14连接所述电路板8。所述壳体1外侧设置有把手18。如图2所示，所述壳体1的底端面的周边设置有2个以上用于安装红外温度传感器2的红外温度传感器安装孔13，在所述壳体1的底端面的中部并排设置有2～3个用于安装氯化银电极3的氯化银电极安装槽12，在2～3个氯化银电极安装槽12中一组相邻的两个氯化银电极安装槽12之间设置有用于安装湿度传感器4的湿度传感器安装槽15，所述壳体1的侧面设置有2个分别用于安装正常采集指示灯5和异常采集指示灯6的灯孔16、17。如图2、图4所示，所述壳体1开口端的一周端面上形成有一圈凹槽10，所述上端盖7在与所述壳体1上的一圈凹槽10相对应处形成有一圈能够嵌入到所述凹槽10内的凸起9。如图6、图7所示，所述电路板8上设置的电路包括有：单片机20，所述单片机20采用型号为80C51或stc89s52或AT89C51的单片机。所述单片机本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测量表面肌电信号的传感器，包括壳体(1)和上端盖(7)，其特征在于，所述壳体(1)的底端面安装有2个以上红外温度传感器(2)，2～3个氯化银电极(3)，以及1个湿度传感器(4)，所述壳体(1)的侧面安装有一个正常采集指示灯(5)和一个异常采集指示灯(6)，所述壳体(1)内通过电路板固定柱(11)安装有电路板(8)，所述红外温度传感器(2)、氯化银电极(3)、湿度传感器(4)、正常采集指示灯(5)和异常采集指示灯(6)分别通过导线(14)连接所述电路板(8)。

【技术特征摘要】
1.一种测量表面肌电信号的传感器，包括壳体(1)和上端盖(7)，其特征在于，所述壳体(1)的底端面安装有2个以上红外温度传感器(2)，2～3个氯化银电极(3)，以及1个湿度传感器(4)，所述壳体(1)的侧面安装有一个正常采集指示灯(5)和一个异常采集指示灯(6)，所述壳体(1)内通过电路板固定柱(11)安装有电路板(8)，所述红外温度传感器(2)、氯化银电极(3)、湿度传感器(4)、正常采集指示灯(5)和异常采集指示灯(6)分别通过导线(14)连接所述电路板(8)。2.根据权利要求1所述的一种测量表面肌电信号的传感器，其特征在于，所述壳体(1)的底端面的周边设置有2个以上用于安装红外温度传感器(2)的红外温度传感器安装孔(13)，在所述壳体(1)的底端面的中部并排设置有2～3个用于安装氯化银电极(3)的氯化银电极安装槽(12)，在2～3个氯化银电极安装槽(12)中一组相邻的两个氯化银电极安装槽(12)之间设置有用于安装湿度传感器(4)的湿度传感器安装槽(15)，所述壳体(1)的侧面设置有2个分别用于安装正常采集指示灯(5)和异常采集指示灯(6)的灯孔(16、17)。3.根据权利要求1所述的一种测量表面肌电信号的传感器，其特征在于，所述壳体(1)开口端的一周端面上形成有一圈凹槽(10)，所述上端盖(7)在与所述壳体(1)上的一圈凹槽(10)相对应处形成有一圈能够嵌入到所述凹槽(10)内的凸起(9)。4.根据权利要求1所述的一种测量表面肌电信号的传感器，其特征在于，所述壳体(1)外侧设置有把手(18)。5.根据权利要求1所述的一种测量表面肌电信号的传感器，其特征在于，所述电路板(8)上设置的电路包括有：单片机(20)，所述单片机(20)的信号输入端通过传输总线(21)分别连接2个以上的红外温度传感器(2)、2～3个氯化...

【专利技术属性】
技术研发人员：路光达，王永奉，张爱梅，
申请(专利权)人：天津职业技术师范大学，河北工业大学，
类型：发明
国别省市：天津;12